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製 テストソケットの御案内 1 1.テストソケットの種類 2.エンジニアリング用ソケットの用途 3.エンジニアリング用ソケットの特徴 4.Grypperシリーズ 5.BGA40シリーズ 6.BGA65シリーズ 7.QFP35シリーズ 8.QFN35シリーズ 9.LGA50シリーズ 10. 量産用ソケットの特徴 11.QFN40P/QFP40Pシリーズ 2 1. テストソケットの種類 ◎ エンジニアリング用ソケット Grypperシリーズ BGA40シリーズ BGA65シリーズ QFP35シリーズ QFN35シリーズ LGA50シリーズ ◎ 量産用ソケット QFP40Pシリーズ QFN40Pシリーズ 3 2. エンジニアリング用ソケットの用途 ◎ 研究・開発における特性評価 ◆ 特性評価ボードでの、特性評価・確認 ◎ システム開発における実機評価・テスト ◆ 実機評価ボードでの、ターゲットデバイスの評価・選択(ユーザ) ◆ 実機評価ボードでの、サンプルデバイスのテスト(ベンダ) ◎ 品質保証における不良解析 ◆ 実機ボードでの、不良解析(ベンダ・ユーザ) ◆ 実機テストボードでの、不良解析(ベンダ) 4 3. エンジニアリング用ソケットの特徴−1 ◎ 高周波対応 DDR2、DDR3 XDR GDDR5 ◎ 最小限のフットプリント・追加ハードウェア Grypperシリーズの例 デバイス挿入前 5 デバイス挿入後 3. エンジニアリング用ソケットの特徴−2 ◎ Grypperシリーズのアプリケーション例 6 4. Grypperシリーズ ◎ BGA Grypper Grypperテストソケットは、ソケットを取り付けるための穴や追 加のハードウェアが使用できないアプリケーションに最適です。 デバイスと同サイズのGrypperは、PCBに通常のリフローで 半田付けして使用します。使用する際は、Grypperにデバイ スをはめ込みます。挿入すると、高周波まで対応するコンタク ト部がデバイスの半田ボールをしっかりと挟み込み、確実な 電気的接続を提供します。 Grypper ◎ BGA G40 Grypper ピッチ幅:0.4mm-1.27mm 自己インダクタンス:0.22nH @ 0.5mmピッチ 相互インダクタンス:0.112nH @ 0.5mmピッチ 対グランド容量:0.102pF @ 0.5mmピッチ ピン間容量:0.036pF @ 0.5mmピッチ 周波数帯域(-1dB 挿入損失):35.9GHz 最大電流:2.0 Amps 接触抵抗:<25mΩ 平均寿命:100 insertions コンタクト圧/ピン:30-40 grams/contact 垂直摺動:45 grams/contact insertion force @0.65mmピッチ 低挿入損失:15GHz 許容電流:1ピンあたり4A G40 Grypperは、200ピンを超える多ピンのBGAパッケージに 対応したソケットです。0.4mm、0.5mm、0.65mmピッチに対応し ております。PCBに対しては、リフローにて接続します。コンタ クト端子が半田ボールを掴むので、パッケージを押さえる蓋が 必要ありません。ピン長は約2mmとなっており、シグナルイン テグリティーに適したソケットです。 ◎ BGA G80 Grypper G80 Grypperは、200ピンを超える多ピンのBGAパッケージに 対応したソケットです。0.8mm以上のピッチに対応しております。 PCBに対しては、リフローにて接続します。コンタクト端子が半 田ボールを掴むので、 パッケージを押さえる蓋が必要ありません。ピン長は約2mmと なっており、シグナルインテグリティーに適したソケットです。 7 ピッチ幅:0.4mm-0.65mm 最大電流:1A 接触抵抗:<25mΩ 平均寿命:50 insertions コンタクト圧/ピン:15 grams/contact G40 Grypper ピッチ幅:0.8mm 最大電流:1A 接触抵抗:<25mΩ 平均寿命:50 insertions コンタクト圧/ピン:15 grams/contact G80 Grypper 5. BGA40シリーズ ◎ BGA40シリーズ BGA40テストソケットは、高周波部品やシステムレベル・テストに要 求される高性能なシグナル・インテグリティーの要求に対応します。 この高性能テストソケットは、様々なパッケージ・サイズとI/O数に対 応します。ピッチ幅は、0.4mm∼0.5mmになります。 ピッチ幅:0.4mm-0.5mm 自己インダクタンス:0.55nH @ 0.4mm pitch、0.52nH @ 0.5mm pitch 相互インダクタンス:0.106nH @ 0.4mm pitch、0.102nH @ 0.5mm pitch 対グランド容量:0.239pF @ 0.4mm pitch、0.244pF @ 0.5mm pitch ピン間容量:0.058pF @ 0.4mm pitch、0.026pF @ 0.5mm pitch 周波数帯域(-1dB 挿入損失):38.1GHz@ 0.4mm pitch、40GHz@ 0.5mm pitch 最大電流:2.5 Amps 接触抵抗:<25mΩ 平均寿命:150,000 insertions コンタクト圧/ピン:30−40 grams/contact 垂直摺動:0.15mm 低挿入損失:36GHz 許容電流:1ピンあたり4A 8 6. BGA65シリーズ ◎ BGA65シリーズ BGA65テストソケットは、高周波部品やシステムレベル・テストに要 求される高性能なシグナル・インテグリティーの要求に対応します。 この高性能テストソケットは、様々なパッケージ・サイズと、I/O数に 対応します。ピッチ幅は0.65mmになります。 ピッチ幅:0.65mm 自己インダクタンス:0.63nH @ 1.0mmピッチ 相互インダクタンス:0.117nH @ 1.0mmピッチ 対グランド容量:0.319pF @ 1.0mmピッチ ピン間容量:0.056pF @ 1.0mmピッチ 周波数帯域(-1dB挿入損失):22.1GHz 最大電流:4.0 Amps 接触抵抗:<25mΩ 平均寿命:30,000−50,000 insertions コンタクト圧/ピン:30-40 grams/contact 垂直摺動:0.15mm 低挿入損失:36GHz 許容電流:1ピンあたり4A 9 7. QFP35シリーズ ◎ QFP35シリーズ QFN35テストソケットは、高価なRFテストソケットの代わりとなる、低 価格でGHz帯の高性能を持つソケットです。ピッチ幅は、0.35mmに なります。 Stamped BeCu Contact 10 ピッチ幅:0.35mm 自己インダクタンス:0.85nH @ 0.5mm pitch 相互インダクタンス:0.3nH @ 0.5mm pitch 対グランド容量:0.18pF @ 0.5mm pitch ピン間容量:0.03pF @ 0.5mm pitch 周波数帯域(-1dB 挿入損失):19.3GHz 最大電流:2.5 Amps 接触抵抗:<20mΩ 平均寿命:10,000 insertions コンタクト圧/ピン:30-40 grams/contact 垂直摺動:0.15mm 8. QFN35シリーズ ◎ QFN35シリーズ QFN35テストソケットは、迅速で投資効果が高く、信頼性のある高 周波部品のテストと検証に最適です。このテストソケットは、ベンチ トップあるいはオーブン内で優れたシグナル・インテグリティーを提 供します。ピッチ幅は0.35mmになります。 Stamped BeCu Contact 11 ピッチ幅:0.35mm 自己インダクタンス:0.85nH @ 0.5mm pitch 相互インダクタンス:0.3nH @ 0.5mm pitch 対グランド容量:0.18pF @ 0.5mm pitch ピン間容量:0.03pF @ 0.5mm pitch 周波数帯域(-1dB 挿入損失):19.3GHz 最大電流:2.5 Amps 接触抵抗:<20mΩ 平均寿命:10,000 insertions コンタクト圧/ピン:30-40 grams/contact 垂直摺動:45 grams/contact insertion force @0.65mm pitch 9. LGA50シリーズ ◎ LGA50シリーズ LGA50テストソケットは、高周波対応の製品です。様々なパッケー ジ・サイズとI/O数に対応します。高周波部品とシステムレベル・テ ストに必要な高性能のシグナル・インテグリティーを提供します。 ピッチ幅は0.5mmになります。 ピッチ幅:0.5mm 自己インダクタンス:0.96nH @ 0.8mm pitch 相互インダクタンス:0.146nH @ 0.8mm pitch 対グランド容量:0.278pF @ 0.8mm pitch ピン間容量:0.030pF @ 0.8mm pitch 周波数帯域(-1dB 挿入損失):17.5GHz 最大電流:2.5 Amps 接触抵抗:<25mΩ 平均寿命:15,000 insertions コンタクト圧/ピン:25-35 grams/contact 垂直摺動:0.15mm @ 0.5mm pitch、 0.25mm @ 0.8mm pitch、 0.3mm @ 1.0mm pitch 低挿入損失:10GHz 許容電流:1ピンあたり4A 12 10. 量産用ソケットの特徴 ◎ 低コスト ◆ 30%のコスト改善 ◎ スプリングプローブと比較して、優れた電気性能 ◆ 低インダクタンス ◆ 低・安定接触抵抗 13 11. QFN40P/QFP40Pシリーズ ◎ QFN40P/QFP40Pシリーズ QFN40P/QFP40P ATEテストソケットは、QFN/QFPパッケージ製 品の電気的/機械的にスムーズな開発から製造への展開を可能と します。QFN/QFPテストソケットは、RF(GHz帯)、ミックスドシグナル、 アナログ、ハイパワーのアプリケーションを対象としています。ピッ チ幅は0.4mmになります。 ピッチ幅:0.4mm 自己インダクタンス:0.4nH @ 0.5mm pitch 相互インダクタンス:0.18nH @ 0.5mm pitch 対グランド容量:0.25pF @ 0.5mm pitch ピン間容量:0.09pF @ 0.5mm pitch 周波数帯域(-1dB 挿入損失):19.7GHz 最大電流:4.0 Amps 接触抵抗:20mΩ 平均寿命:300,000 insertions コンタクト圧/ピン:30-40 grams/contact 垂直摺動:0.15mm 14 DDRデバイス及びSocketのリワーク概要 株式会社ケイ・オール 1 リワークとは 実装不良全般の修正 SMT部品の実装不良修正 BGA・CSP・QFN・LGA等/リードレス部品の 実装不良修正 基板部の製作不良/修正 DIP部品の 実装不良修正 リワーク作業の定義: *イレギュラー作業/Customer要求レベル に沿って、レギュラーレベル水準にリカバーす る 作業箇所・諸元・作業ツール・ 副資材の選定 準拠 環境上の制約 RoHS 鉛フリー ハロゲンフリー 共晶 仕様・アプリケーション・手順・ 成否判定基準の決定 Customer要求仕様 加工実施 成否検証 Customer Satisfaction BGAリワークと通常実装(SMT)の違い SMT BGAリワーク BGAリワーク: ①基板実装済みのターゲットとなる BGAをリワークマシンで外す ハンダ印刷: 基板Padへマスクを用いて クリ-ムハンダを印刷 面実装: チップマウンター等でSMT部品 を実装 ②新BGA交換実装 ③BGA再実装 リワークマシン加熱で接合 X線検査: ハンダBall接合部の確認 ターゲットとなるBGAやLGAだ けを部分対応 リフロー硬化: ハンダ溶融、接合部硬化 ACI: 外観検査 部品全てを基板実装 BGAリワーク手順/フロー ①準備工程:基板・パッケージの湿気抜 X線透過検査 ②BGAの取外し プリズム検査 ③基板整地 機能検査(Customer仕様) ④リボールに拠る BGA再生 ⑤再生BGAの再取付 ⑤‘新BGAの交換取付 オプション: XRF,3次元X線,X線CT ダイオード特性(カーブトレース) リワーク機によるBGA実装 BGA・CSPのリボール リボール・ユニット リワーク機で取り外した状態 半田クリーニング後 リボール作業 リボール完了品 7 BGA(アンダーフィル封止)外し・リボール再生 ①μフィル除去 ②BGA外し・基板再生 ③BGAリボール再生 ⑤BGA再実装 (リワークマシン) ⑥再生BGA取付完了 ④基板ヘクリームハンダ 印刷/部分マスク リワーク・マシナリー リワーク・マシナリー: DENON・RD500Ⅲ 上部・下部をエリアヒーター で均等に加熱 アライメント精度 +/-0.025mm 上部ヒーター 下部ヒーター ワーク吸着固定ノズル部 動的アプリケーション(今回の条件) ①上部・下部ヒーターで基板とパッケージのハンダ 接合部に熱伝導→Soak-target point→パッ ケージ-を垂直上方向に取り外す。 ②Board部BGA-Ball接合部近辺に熱電対 をセットし、Board部の温度変化・熱伝導状態 を記録する。 Z軸移動距離:205mm Headノズル・スループット:36.8mm/sec ノズル吸着力:-45kPa アプリケーション別プロファイル リワーク後の評価 X線でのショート確認 ハンダボールのクラック BGAリワーク加工は、X線透過とプリズム検査により成否を検証 BGAリワーク 検査環境 ◆マイクロスコープ マイクロスクエアー製 概観検査 ◆外観検査装置 マランツ製 ・最大 350mm X 250mm ・最小 50mm X 50mm ◆X線検査装置 ソフテック製 三次元X線検査:Solder Ball及びBumpの状態確認 BGA側 配線№B-16 部X線写真 フリップチップ部 配線№B-16 部X線写真 POP実装 POP(Package On Package)実装 デバイスのパッケージ上に他の部品(パッケージ)を搭載する技術。 スマートフォン、カーナビゲーションなどの高密度実装や、 3D映像機器などの高速処理が求められる場で使用されています。 15 POP実装 BGAリワークマシンでのPOP実装 リボール技術を用い、アダプタ基板、変換基板 へのボール付・積層化 基板上にプローブ測定用アダプタ基板(Ball付インターポーザ)を実装 その上にDDR2を実装した例 16 DDR2 BGA Socket Mother Board 熱応力緩和対策 POP実装例 POP実装例 フレキ(羽付)SocketにBGAを積層実装 POP実装工程フロー/スタンダード ①IQC: 基板、部品の確認 ②ベーキング:基板・パッケージの湿気抜き ③部品取付(1):クリーム・ハンダを印刷→POPの下段実装→加熱 ④中間検査:下段のみ実装された状態でプリズム・X線にて接合確認 ⑤部品取付(2)クリーム・ハンダを印刷→POPの上段実装→加熱 ⑥最終検査:POPの状態をプリズム・X線にて接合確認 備考:Customer要請に従い、①④⑥で電気検証実施可 RoHS専用工場 専用工場に各種実装装置から蛍光X線装置に至るまで完備 20 ケイ・オール対応範疇 設計受託・部品購入・基板手配まで 株式会社ケイ・オール 設計 購買 回路・パターン設計 電子部品購入 シミュレーション 基板手配 実装 試作実装 解析 BGAリワーク 21 ご拝聴ありがとうございました。 22 ATEサービス株式会社 システム・ソリューション・グループ 楠元 晃 製 Interposer のご案内 1.Interposerの種類 2.対応デバイス 3.対応測定器 4.構成 商品の種類 Oscilloscope Type L og i c yp e T r e z y An a l 商品の種類 商品の種類 GDDR5 • GDDR5 component interposer for oscilloscopes – Socketed version available now – Direct connect version available Q4 2010 – Easy access for oscilloscope and MSO solder on probe tips LPDDR2 PoP • Support for Package on Package devices LPDDR2 target socket and Interposer with a socket attached PoP Interposer installed on a target 2.対応デバイス DDR2、DDR3、GDDR5、LPDDR2 3.対応測定器 Oscilloscope Logic Analyzer 4.構成 Interposer Mother PCB Grypper DDR3-1066 WRITE Eye Data Eye Measurements No interposer - backside Interposer w/ 6G filter 以上